Описание схемы электрической функциональной - Дипломный Проект, раздел Связь, - 2002 год - Устройство анализа и синтеза электрических сигналов на базе IBM PC Описание Схемы Электрической Функциональной. Функциональная Схема Разрабатыва...
Описание схемы электрической функциональной. Функциональная схема разрабатываемого устройства приведена в приложении А. На функциональном уровне проектируемое устройство состоит из аппаратной и программной части.
Аппаратную часть в свою очередь можно разделить на следующие функциональные блоки 1 входное устройство 2 переключатель режима работы входа 3 усилитель с регулируемым коэффициентом усиления 4 аналогово-цифровой преобразователь 5 устройство синхронизации и запуска 6 цифро-аналоговый преобразователь 7 схема регулировки коэффициента усиления 8 выходное устройство 9 устройство управления, обработки информации и сопряжения с шиной PCI 10 устройство конфигурации 11 фильтры питания 12 преобразователи напряжений питания.
Рассмотрим назначение отдельных блоков устройства и алгоритм их работы. Центральным блоком, управляющим работой всего устройства, является персональный компьютер, в системный блок которого подключается данное устройство, выполненное в виде платы с интерфейсом PCI. ПК выполняет следующие функции 1 считывание из памяти устройства данных, соответствующих входному воздействию 2 запись в память устройства данных, необходимых для формирования выходного сигнала 3 управление режимами работы устройства.
Входное устройство представляет собой частотно-скомпенсированный делитель напряжения с ограничителем выходного сигнала. Данный делитель служит для ослабления уровня входного воздействия в широкой полосе частот, а также для предохранения от выхода из строя вследствие перегрузки по напряжению последующих цепей.
Далее исследуемый сигнал подается на переключатель режима работы входа. Схема позволяет обеспечить работу устройства как с открытым входом, так и с закрытым. Выбор коэффициента усиления измерительного канала, а следовательно и чувствительности входа осуществляется с помощью усилителя с регулируемым коэффициентом усиления. Выбор коэффициента усиления производится программно, его величина в виде цифрового кода подается с устройства управления. Аналогово-цифровой преобразователь представляет собой преобразо-ватель напряжение- код и предназначен для переноса информации из аналогового сигнала в цифровой эквивалент для последующей обработки на персональной ЭВМ. В устройстве предусмотрена возможность как внутреннего запуска так и запуска в режиме внешней синхронизации.
В режиме внешнего запуска устройство синхронизации и запуска формирует сигнал начала преобразования для АЦП. Цифро-аналоговый преобразователь представляет собой преобразователь код-напряжение.
ЦАП служит для генерации сигнала по данным, которые представляют его цифровую модель, и задаются пользователем. Выходное устройство представляет собой широкополосный усилитель с повышенной нагрузочной способностью и обеспечивает необходимый уровень сигнала и малое выходное сопротивление устройства. Коэффициент усиления выходного каскада задается схемой регулировки коэффициента усиления, выбор величины которого производится программно, его величина в виде цифрового кода подается с устройства управления.
Устройство управления, обработки информации и сопряжения с шиной PCI собрано на микросхеме ПЛИС. Внутренняя структура ПЛИС состоит из управляемого формирователя частоты преобразования блока АЦП, управляемого формирователя частоты блока ЦАП, регистра управления схем регулировки коэффициента усиления входных и выходных цепей, запоминающего устройства для накопления информации в цифровом виде, схемы сопряжения с шиной PCI. Шина PCI является мультиплексированной шиной адреса и данных со сложной системой управления.
Для обеспечения нормального функциони-рования устройства необходимо использовать схему сопряжения с шиной, которая обеспечивает все предъявляемые требования к устройству на шине, согласует все временные характеристики обмена данными ПЭВМ и данного устройства. Загрузка микросхемы ПЛИС производится по последовательному протоколу из микросхемы ПЗУ устройства конфигурации. Рассмотрим примерный цикл работы устройства. Сначала программой, выполняющейся на ПЭВМ производится установка режимов работы устройства включение переключателя, обеспечивающего установку режима работы входа, установление величины тактовой частоты для АЦП и ЦАП. В ЗУ микросхемы ПЛИС блока ЦАП записываются данные, из которых будет генерироваться выходной сигнал.
Далее из устройства управления подается сигнал разрешения преобразования для блоков АЦП и ЦАП. Данные с АЦП записываются в ЗУ микросхемы ПЛИС блока АЦП с частотой, с которой производится преобразование.
После заполнения ЗУ устройство вырабатывает сигнал запроса на прерывание. Программа, работающая в этот момент на ПЭВМ, считывает данные из ЗУ блока АЦП. Затем происходит передача сигналов управления - так происходит в течение всего цикла работы устройства. По его окончании, которое определяется программно, данные, накопленные в памяти ПЭВМ за цикл работы могут быть использованы для других целей - например, записаны в файл, на их основе можно произвести более точные и ресурсоемкие расчеты, невозможные в режиме реального времени просчет математически сложных уравнений для определения спектра сигнала и других характеристик. Питание устройства осуществляется от внутреннего источника ПК, по питающим линиям шины PCI. Питание аналоговых цепей осуществляется через LC-фильтры.
Для получения питающих напряжений -5В, 3,3В и 2,5В в устройстве используются два маломощных преобразователя напряжений питания. 3
Применение современной вычислительной техники открывает новые возможности в области измерительных приборов.
Появляется возможность коренным образом изменить подход к формированию парка… Виртуальный прибор представляет собой обыкновенный персональный компьютер, оснащенный платой аналого-цифрового и…
Если Вам нужно дополнительный материал на эту тему, или Вы не нашли то, что искали, рекомендуем воспользоваться поиском по нашей базе работ:
Описание схемы электрической функциональной
Что будем делать с полученным материалом:
Если этот материал оказался полезным ля Вас, Вы можете сохранить его на свою страничку в социальных сетях:
Аналитический обзор литературы
Аналитический обзор литературы. В данном дипломном проекте разрабатывается устройство анализа и синтеза электрических сигналов на базе IBM PC. Данная тема является достаточно актуальной поскольку п
Основные архитектуры построения ПЛИС
Основные архитектуры построения ПЛИС. Простейшие ПЛИС - программируемые логические матрицы, это наиболее традиционный тип ПЛИС, имеющий программируемые матрицы И и ИЛИ . Построение микросхем ПЛМ ри
Описание ПЛИС семейства ACEX
Описание ПЛИС семейства ACEX. K Семейство ПЛИС ACEX 1K является на данный момент одним из самых популярных и является элементной базой для реализации алгоритмов ЦОС, построения сложных устройств об
Особенности построения аналого-цифровых преобразователей
Особенности построения аналого-цифровых преобразователей. В последнее время получила распространение классификация АЦП, показывающая, как во времени развертывается процесс преобразования.
Ис
Способы обмена информацией с ЭВМ
Способы обмена информацией с ЭВМ. Для эффективной реализации проектируемого устройства необходимо выбрать оптимальный способ обмена информацией между аппаратной и программной частями устройства, др
Интерфейсы ЭВМ
Интерфейсы ЭВМ. Для подключения внешних устройств к персональным компьютерам IBM используют два стандартных интерфейса последовательный интерфейс RS-232C и параллельный интерфейс Centronics. Основн
Описание схемы электрической принципиальной
Описание схемы электрической принципиальной. Описание работы схемы электрической принципиальной приложение Б проведем по узлам представленным на электрической функциональной схеме приложение А в об
Расчет входных цепей устройства
Расчет входных цепей устройства. Деление амплитуды входного напряжения происходит при помощи частотно-скомпенсированного делителя. Рассчитаем номиналы резисторов R9 и R10 4.1 где - напряжение на вы
Выбор операционного усилителя входного каскада
Выбор операционного усилителя входного каскада. Рассмотрим требования, предъявляемые к ОУ входного каскада - широкий частотный диапазон - низкие шумы - малое смещение нуля - большой коэффициент уси
Расчет коэффициентов усиления входного каскада
Расчет коэффициентов усиления входного каскада. Рассчитаем номиналы резисторов в цепи отрицательной обратной связи микросхемы DA4. Согласно техническому заданию диапазон измерения входного сигнала
Расчет конденсатора отсечки постоянной составляющей
Расчет конденсатора отсечки постоянной составляющей. Из воспользуемся формулой для определения номинала конденса-тора С6 , 4.11 где - коэффициент частотных искажений, принимаем равным 0,7 - входное
Выбор микросхемы ПЛИС
Выбор микросхемы ПЛИС. На мировом рынке электронных компонентов среди фирм, занимающихся выпуском ПЛИС, наиболее популярными являются Xilinx и Altera.
Рассмотрим основные критерии выбора ПЛИ
Выбор усилителя для выходного каскада
Выбор усилителя для выходного каскада. Рассмотрим требования, предъявляемые к ИМС для выходного усилителя -низкое выходное сопротивление -большой ток нагрузки -широкий частотный диапазон -высокая с
Расчет коэффициентов усиления выходного каскада
Расчет коэффициентов усиления выходного каскада. Рассчитаем номиналы резисторов в цепи отрицательной обратной связи каскада на ОУ DA9. Согласно техническому заданию диапазон изменения выходного сиг
Расчет блока запуска
Расчет блока запуска. Выбор микросхемы аналогового компаратора произведем из условия его скоростных характеристик, а также совместимости выходных напряжений с уровнями трехвольтовой логики ПЛИС. В
Расчет LC-фильтров
Расчет LC-фильтров. Фильтры включают между шиной питания ПК и нагрузкой для уменьшения уровня высокочастотных составляющих в спектре питающего напряжения. Наиболее часто применяют RC и LC-фильтры.
Выбор стабилизаторов напряжения
Выбор стабилизаторов напряжения. Для питания некоторых микросхем требуются напряжения -5В, 2.5В, 3.3В которые получаем из напряжений -12В и 5В при помощи DA10 и DA11 соответственно.
В качест
Расчет количества блокировочных конденсаторов
Расчет количества блокировочных конденсаторов. Работоспособность как всех используемых в устройстве микросхем гарантируется при условии, что отклонение напряжения источника питания, не превышает до
Оценка погрешности измерений
Оценка погрешности измерений. Рассчитаем максимальную погрешность на самом чувствительном поддиапазоне, который наиболее подвержен действию дестабилизирующих факторов. При номинальном входном напря
Расчет времени загрузки ПЛИС
Расчет времени загрузки ПЛИС. При включении питания компьютера микросхема ПЛИС должна сконфигурироваться раньше, чем BIOS начнет проводить инициализацию PCI-плат около 1 с Микросхема ПЗУ DD2 имеет
Расчет потребляемой мощности
Расчет потребляемой мощности. Рассчитаем мощность, потребляемую устройством, от источника питания ЭВМ. Она состоит из потребляемой мощности по цепям питания шины PCI -12В, 5 В, 12 В. Мощности, потр
Системные аспекты надежности измерительного оборудования
Системные аспекты надежности измерительного оборудования. В соответствии с основными принципами системного подхода прогнозирование надежности оборудования уже на ранних стадиях разработки цифровых
Расчет надежности устройства
Расчет надежности устройства. Разрабатываемое устройство анализа и синтеза электрических сигналов на базе IBM PC представляет собой плату расширения стандартных функций ПЭВМ - функционально законче
Описание конструкции устройства
Описание конструкции устройства. Устройство выполнено на печатной плате по размерам, устанавливаемым для дополнительных плат ЭВМ. В пространстве конструкция фиксируется с помощью крепления к внутре
Определение трудоемкости создания устройства
Определение трудоемкости создания устройства. Определим трудоемкость рабочего проектирования по формуле Tн Тij Vg Kg 7.1 где Тij 3,7 - удельная величина трудоемкости, приходящаяся на один формат пр
Расчет затрат на проектирование устройства
Расчет затрат на проектирование устройства. Целью данного пункта является расчет затрат на этапе проектирования.
Создание устройства проводилось в течение 3-х месяцев.
Зпр Зм Ззп Знак
Расчет затрат на создание устройства
Расчет затрат на создание устройства. Целью данного пункта является расчет затрат на этапе создания изделия.
В себестоимость создания устройства включаются 1 материальные затраты, Зм 2 зараб
Расчет расходов на эксплуатацию устройства
Расчет расходов на эксплуатацию устройства. При эксплуатации устройства предусматриваются следующие затраты 1 годовая заработная плата обслуживающего персонала 3600 грн. регламентные работы составл
Определение экономического эффекта от внедрения
Определение экономического эффекта от внедрения. Благодаря внедрению разработанного устройства происходит экономия времени работников, которые занимаются моделированием и математическим анализом ис
Ранжирование структурных элементов изделия
Ранжирование структурных элементов изделия. Для построения диаграммы Парето выполним ранжирование модулей, поставив на первое место материальный носитель наибольшей стоимости, затем из оставшихся и
Определение значимости функций и их относительной важности
Определение значимости функций и их относительной важности. Значимость функции - показатель роли функций нижестоящего уровня иерархии в удовлетворении целей пользователя объекта в определенной ситу
Определение затрат на реализацию функций
Определение затрат на реализацию функций. Затраты на реализацию функций находим по формуле SF SN aNF, 8.3 где SN - стоимость материального носителя aNF - вклад материального носителя в выполнение ф
Задачи в области охраны труда
Задачи в области охраны труда. Согласно Закону Украины Об охране труда, который принят Верховной Радой Украины 14 октября 1992 года и введен в действие с 24 октября 1992 года Охрана труда - это сис
Причины возникновения пожаров в электронной аппаратуре
Причины возникновения пожаров в электронной аппаратуре. По данным статистики, от короткого замыкания в электрических сетях, машинах и аппаратах происходит в среднем 43,3 пожаров, от воспламенения г
Термическое действие токов короткого замыкания
Термическое действие токов короткого замыкания. Протекание по проводнику длительно допустимого тока связано с выделением тепла, Дж и количественно определяется по формуле , 9.1 где I - длительно до
Причины возникновения коротких замыканий
Причины возникновения коротких замыканий. Короткие замыкания возникают в результате нарушения изоляции токоведущих частей и внешних механических повреждений в электропроводниках, монтажных проводни
Профилактика коротких замыканий
Профилактика коротких замыканий. Наиболее действенным предупреждением К3 являются правильный выбор, монтаж и эксплуатация электрических сетей, РЭА, машин и электро-оборудования.
Конструкция,
Перегрузки в электрических цепях
Перегрузки в электрических цепях. При прохождении тока по проводникам выделяющееся тепло нагревает их до температур, при которых усиливаются окислительные процессы и на проводах особенно в контактн
Расчет инженерного решения
Расчет инженерного решения. Разрабатываемое устройство питается от источника питания ЭВМ, который имеет встроенную защиту от перегрузки по току. При превышении током определенной величины, срабатыв
График кривой совокупного спроса
График кривой совокупного спроса. Принцип построения кривой AD аналогичен принципу, применяемому на микроуровне в выбранный момент времени для каждого уровня цен находится количество товаров, на ко
Хотите получать на электронную почту самые свежие новости?
Подпишитесь на Нашу рассылку
Наша политика приватности обеспечивает 100% безопасность и анонимность Ваших E-Mail
Новости и инфо для студентов